Neben den gewöhnlichen Spaltreaktoren lassen sich Prozesse nutzen, bei denen der Brennstoff im Reaktor während des Betriebs nachgebildet wird. Eine Möglichkeit ist Neutroneneinfang durch ²³⁸U ( Uran ). Dadurch geht dieses in ²³⁹U über. Es zerfällt (β- Zerfall ) mit einer Halbwertszeit von 23,5 Minuten zu ²³⁹Np (Neptunium), dieses zerfällt (β-Zerfall) wiederum mit einer Halbwertszeit von 2 355 Tagen zu ²³⁹Pu . Das Plutonium wird durch Neutronen aus dem Reaktor gespalten. Es sendet dabei selbst wieder Neutronen aus, die zur Erbrütung oder Spaltung beitragen. Im Idealfall wäre die Neutronenbilanz eines Brutreaktors ausgeglichen. Man könnte ihn sparsam mit dem teuren ²³⁵U beladen, während der Hauptreaktionsstoff ²³⁸U (Brutstoff) billig als Hauptbestandteil von Natururan vorliegt. Entnimmt man aus einem Brutreaktor die Brennelemente mit dem entstandenen Plutonium nach etwa 40 Tagen, lässt sich das Plutonium über komplizierte chemische Prozesse abtrennen. Entsprechend verwendet man sogenannte Plutoniumbrüter für die Plutoniumerzeugung als Schritt bei der Kernwaffen produktion.